ETV/APCT/CCSI XONON Test/QA Plan Rev 1 (7/5/00)

FINAL

Test/QA Plan for the Verification Testing of Catalytica Combustion System, Inc. XONON Flameless Combustion System

EPA Cooperative Agreement No. CR 826152-01-2 with RTI

RTI Subcontract No. 1-93U-7012

MRI Project No. 101494

Prepared by:

Midwest Research Institute Research Triangle Institute 5520 Dillard Road, Suite 100 Post Office Box 12194

Cary, NC 27511-9232 Research Triangle Park, NC 27709-2194 919-851-8181 919-541-6072

919-851-3232 (fax) 919-541-6936 (fax)

Midwest Research Institute

ETV/APCT/CCSI XONON Test/QA Plan Rev 1 (7/5/00)

Test/QA Plan for the Verification Testing

of Catalytica Combustion System, Inc.

XONON Flameless Combustion System

EPA Cooperative Agreement No. CR 826152-01-2 with RTI

Subcontract No. 1-93U-7012

MRI Project No. 101494

Prepared for:

U. S. Environmental Protection Agency National Risk Management Research Laboratory

Research Triangle Park, NC 27711

APPROVED BY:

MRI Project Manager: A. R. Trenholm __________________________Date:_____________

MRI Quality Manager: J. Balsinger __________________________Date:_____________

RTI Project Manager: J. R. Farmer __________________________Date:_____________

RTI Quality Manager: R. S. Wright __________________________Date:_____________

EPA Project Manager: T. G. Brna __________________________Date:_____________

EPA Quality Manager: P. W. Groff __________________________Date:_____________

Crossroads Corporate Park 5520 Dillard Road Suite 100 Cary, NC 27511-9232 919-851-8181 919-851-3232 (fax)

ETV/APCT/CCSIs XONON Test/QA Plan Rev 1 (7/5/00) Page iii of 44

TABLE OF CONTENTS

Title and Approval Sheet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

Table of Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . v

List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii

List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii

List of Acronyms/Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

Distribution List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x

Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi

SECTION A: PROJECT MANAGEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

A1: Project/Task Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

A1.1 Management Responsibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

A1.1.1 EPA Project Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

A1.1.2 RTI Project Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

A1.1.3 MRI Project Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

A1.1.4 MRI Task and Field Team Leader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

A1.1.5 Data Reviewer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

A1.1.6 Facility Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

A1.2 Quality Assurance Responsibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

A1.2.1 EPA Quality Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

A1.2.2 RTI Quality Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

A1.2.3 MRI Task QA Officer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

A2: Problem Definition/Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

A3: Project Description and Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

A3.1 Project Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

A3.2 Facility Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

A3.2.1 Process Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

A3.2.2 Control Technology Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

A3.3 Schedule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

A4: Quality Objectives and Criteria for Measurement Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

A4.1 Performance of the Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

A4.2 Test Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

A4.3 Associated Environmental Impacts for the Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

A4.4 Associated Resources for the Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

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A5: Special Training Requirements/Certification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A6: Documentation and Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A6.1 Field Test Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A6.2 QC Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A6.3 Verification Reports and Verification Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

SECTION B: MEASUREMENT/DATA ACQUISITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

B1: Sample Process Design (Experimental Design) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

B2: Sampling Methods Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

B2.1 Sampling Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

B2.1.1 Turbine Exhaust Sampling Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

B2.1.2 Process Conditions Sampling Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

B2.1.3 Ambient Conditions Sampling Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

B2.2 Performance Factors and Associated Impacts Sampling Methods/Procedures/

Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

B2.3 Measurement Methods Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

B2.3.1 NOX, O2, and CO2 by Method 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

B2.3.2 CO by Method 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

B2.3.3 UHC by Method 25A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

B2.3.4 Sample Location by Method 20 and Traverse Point Selection

by Method 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

B2.4 Process Data Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.1 Electrical Power Generation by Turbine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.2 Fuel Flow Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.3 Compressor Inlet Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.4 Compressor Discharge Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.5 Catalyst Inlet/Catalyst Outlet Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B2.4.6 Turbine Exhaust Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B2.5 Ambient Conditions Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B3: Sample Handling and Custody Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B4: Analytical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B5: Quality Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B6: Instrument Testing, Inspection, and Maintenance Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

B7: Instrument Calibration and Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

B8: Inspection/Acceptance of Supplies and Consumables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

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B9: Data Acquisition Requirements (Non-Direct Measurements) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

B10: Data